城際動車組高安全等級列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)研究

喬 恩，李洋濤，余 健，孫振超，夏好廣

隨著城際鐵路向舒適化和智能化方向發(fā)展，城際動車組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成越來越復(fù)雜，對列車安全、可靠及高效運(yùn)行提出更高的要求。隨著列車控制與管理系統(tǒng)中的設(shè)備種類和數(shù)量日益增多，系統(tǒng)中用來傳輸列車控制、監(jiān)視、故障診斷及乘客娛樂信息的列車通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求也不斷增大。目前城際動車組常用的現(xiàn)場總線有TCN，ARCNET，LonWorks 和CAN 等，這些網(wǎng)絡(luò)的帶寬已難以滿足列車實(shí)時傳輸大容量數(shù)據(jù)的需求，因此又推出了基于以太網(wǎng)的車輛網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以太網(wǎng)的傳輸速率大大提高，能夠很好地應(yīng)對未來日趨多樣化的傳輸業(yè)務(wù)和不斷增大的信息吞吐量，而且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潇`活，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好[1]。

1 既有典型城際動車組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

城際動車組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)城際列車重要設(shè)備的管理，包含運(yùn)行信息采集、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和系統(tǒng)故障診斷等功能，從而保證列車安全可靠地運(yùn)行，并為司機(jī)提供故障處理指南，為檢修維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。既有的動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用的有TCN網(wǎng)絡(luò)、ARCNET及以太網(wǎng)等。

（1）典型城際動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)多采用TCN網(wǎng)絡(luò)，以CRH6F 動車組為例，其列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分為兩級總線結(jié)構(gòu)：WTB列車級總線和MVB車輛級總線。整列車牽引單元內(nèi)采用MVB總線通信，列車重聯(lián)時通過WTB 總線通信。WTB 總線物理上采用2 根互為冗余的雙絞線，傳輸速率為1 Mbit/s，2 個牽引單元之間通過WTB 總線和冗余的網(wǎng)關(guān)連接，通過網(wǎng)關(guān)與本單元的多功能車輛總線(MVB)相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。MVB 總線的傳輸介質(zhì)為EMD，物理層上采用2對冗余的雙絞線總線結(jié)構(gòu)，MVB總線的傳輸速率為1.5 Mbit/s。此外列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)還設(shè)置有以太網(wǎng)總線通信，主要用于維護(hù)、在線監(jiān)控、故障下載等功能。

（2）部分城際動車組采用ARCNET網(wǎng)絡(luò)作為控制網(wǎng)絡(luò)，如CRH6A動車組，其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以CRH2型動車組為基礎(chǔ)，列車的控制、監(jiān)測與診斷系統(tǒng)為由網(wǎng)絡(luò)連接在一起的基于微處理器的分布式智能控制與診斷系統(tǒng)。列車級(車廂間)為ARCNET 光纖環(huán)網(wǎng)、加自診斷線，車輛級(車廂內(nèi))為HDLC 光纖、電流環(huán)。

（3）以太網(wǎng)控車系統(tǒng)作為軌道車輛上新興的技術(shù)，在城際動車組上有所應(yīng)用。例如，貴陽城際動車組，采用以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，相對其他既有列車總線通信速率大幅提升，寬帶效率提升60 倍，同時進(jìn)一步增強(qiáng)信號強(qiáng)度，提升網(wǎng)絡(luò)安全等級，為行車提供安全保障。

以太網(wǎng)技術(shù)具有通信速率高、成本低的優(yōu)勢，與傳統(tǒng)主流的TCN 網(wǎng)絡(luò)相比較，以太網(wǎng)列車控制系統(tǒng)會降低成本并增加功能，提升列車運(yùn)行監(jiān)控水平，實(shí)現(xiàn)列車智能化、高可靠性、高便捷性，為旅客提供更加多樣化的服務(wù)。目前國內(nèi)外軌道交通行業(yè)都在研究發(fā)展以太網(wǎng)列車通信網(wǎng)絡(luò)，在未來的軌道交通領(lǐng)域，基于以太網(wǎng)的列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將成為主流，以其優(yōu)越的性能逐漸取代現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，因此研究適合城際列車的高安全等級網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有重要的意義。

2 風(fēng)險分析

城際動車組網(wǎng)絡(luò)是城際動車組的核心組成，主要功能是重要設(shè)備的控制、列車狀態(tài)信息的采集、列車故障的診斷，交互的系統(tǒng)包括制動系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、車門系統(tǒng)等，是列車安全可靠運(yùn)行的重要保障。此外，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)還是司機(jī)或機(jī)械師進(jìn)行故障處理的重要依據(jù)，既能夠在運(yùn)行狀態(tài)下為司機(jī)、機(jī)械師提供有效的列車狀態(tài)及故障信息，引導(dǎo)其針對不同工況做出正確反映，也能夠記錄存儲車輛在運(yùn)行中產(chǎn)生的故障信息，為檢修維護(hù)提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2.1 核心設(shè)備風(fēng)險

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)從邏輯上可以分為中央控制單元、輸入輸出模塊、網(wǎng)關(guān)、事件記錄儀、交換機(jī)等，一些設(shè)備故障及功能異常將會直接導(dǎo)致列車安全受到威脅，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，需要識別出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的頂層危害及隱患，并導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)涉及的安全功能，同時將安全需求分解到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的核心設(shè)備中，以此作為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的向?qū)А?/p>

《軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例》(EN 50126)提出可以使用顯式風(fēng)險評估(ERE)方法[2]識別網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在的頂層危害，明確城際動車組網(wǎng)絡(luò)中主要承擔(dān)安全需求的控制設(shè)備為中央控制單元和安全輸入輸出模塊。

2.2 系統(tǒng)通信風(fēng)險

遵循《鐵路電子設(shè)備列車通信網(wǎng)絡(luò)》(IEC 61375)國際標(biāo)準(zhǔn)，城際動車組網(wǎng)絡(luò)以實(shí)時以太網(wǎng)為例[3]，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與其他各子系統(tǒng)傳輸?shù)男畔ǖ幌抻诔Ｓ弥苿涌刂菩畔?、火?zāi)報警信息、牽引施加及封鎖控制信息、方向設(shè)置信息、車輛硬線信號等。在傳輸過程中發(fā)生任何的通信錯誤，都會為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)帶來較為嚴(yán)重的安全隱患，為了保障系統(tǒng)安全，作為整車邏輯運(yùn)行平臺的中央控制單元以及硬線信號輸入輸出處理的輸入輸出模塊，增加故障診斷措施能夠提高系統(tǒng)安全性。同時，采用核心設(shè)備冗余及合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的高可用性和高可靠性。

3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計及分析

以太網(wǎng)通信技術(shù)具有實(shí)時性，能夠增加傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。為了滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能化方面不斷涌現(xiàn)的新需求，城際動車組優(yōu)先推薦以太網(wǎng)控車系統(tǒng)。以太網(wǎng)控制系統(tǒng)可以分為列車級以太網(wǎng)骨干網(wǎng)(ETB)和車輛級以太網(wǎng)編組網(wǎng)(ECN)，交換機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)列車級總線到車輛級總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能[4]。

3.1 列車拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

以四動四拖的城際動車組為例，其8 輛編組城際動車組列車控制與管理系統(tǒng)(TCMS)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。不同車型由數(shù)量不同的中央控制單元(CCU)、數(shù)據(jù)記錄單元(ERM)、交換機(jī)單元(ECNN)、輸入輸出模塊(IOM)、人機(jī)接口顯示屏(HMI)等設(shè)備和必要的總線終端器構(gòu)成。

圖1 8輛編組城際動車組TCMS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 TCMS network topology of eight intercity EMUs

列車級總線和車輛級總線均采用通信線路雙通道冗余設(shè)計，當(dāng)某一路通信線路出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以自動切換到另一路通信線路，有效增加網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的可靠性。

列車級以太網(wǎng)一般為頭車交換機(jī)和列車級交換機(jī)，列車級交換機(jī)為冗余設(shè)置，從而提高可靠性。為提高列車級的冗余性，從而達(dá)到更高的可靠性和安全性，列車級以太網(wǎng)可以設(shè)置為并行網(wǎng)絡(luò)，即對單線形列車級以太網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行冗余設(shè)置。

車輛級以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式[5]，可以采取多種形式。依據(jù)IEC 61375 標(biāo)準(zhǔn)，車輛級以太網(wǎng)可以采用線形、環(huán)形、梯形等架構(gòu)，還可以采用并行網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)冗余，提高可靠性及可用性。

（1）對于單線形網(wǎng)絡(luò)，由于任意車輛級交換機(jī)節(jié)點(diǎn)故障均會造成整個車輛級傳輸中斷，因此，不建議僅采用單線形網(wǎng)絡(luò)。對于線形網(wǎng)絡(luò)，可以采用并行結(jié)構(gòu)，即雙線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。雙線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2 所示。對于雙線形網(wǎng)絡(luò)，任意單一節(jié)點(diǎn)的故障，不會導(dǎo)致車輛級網(wǎng)絡(luò)的中斷。

圖2 雙線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銯ig.2 Bilinear network topology

（2）對于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，任意交換機(jī)節(jié)點(diǎn)故障，不會導(dǎo)致車輛級以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)故障，因此，可以采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，其自身比單線形網(wǎng)絡(luò)具有更高的可靠性。單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D3 所示，在其基礎(chǔ)上，如果進(jìn)行冗余設(shè)置布置為雙環(huán)網(wǎng)，可靠性更高，雙環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D4所示。

圖3 單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銯ig.3 Single-ring network topology

圖4 雙環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銯ig.4 Double-ring network topology

（3）對于梯形網(wǎng)絡(luò)，相對于單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，又增加了車輛級交換機(jī)之間的連接，當(dāng)任意車節(jié)內(nèi)部的任意線纜斷開，同時任意車節(jié)之間的任意線纜斷開，都不會影響到整車網(wǎng)絡(luò)的完整性[6]，可靠性得到進(jìn)一步提升。

3.2 不同拓?fù)涞目煽啃苑治?/h3>

根據(jù)《工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)：高可用性自動化網(wǎng)絡(luò)》(IEC 62439)提供的方法和《軌道交通電子設(shè)備列車通信網(wǎng)絡(luò)》(GB/T 28029.12)中推薦的參數(shù)進(jìn)行可用性研究，計算8 編組網(wǎng)絡(luò)鏈路可靠性，其各類網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可靠性指標(biāo)分析結(jié)果如表1 所示，用于可靠性和可用性計算的參數(shù)如表2 所示，不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞目煽啃院涂捎眯苑治鋈绫? 所示。通過上述分析，對于城軌網(wǎng)絡(luò)，雙環(huán)網(wǎng)由于環(huán)路的冗余設(shè)置，具有最高的可靠性及可用性指標(biāo)[7]。

表1 各類網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可靠性指標(biāo)分析結(jié)果Tab.1 Analysis of various network architecture reliability indicators

表2 用于可靠性和可用性計算的參數(shù)Tab.2 Parameters used in reliability and availability calculations

表3 不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞目煽啃院涂捎眯苑治鯰ab.3 Reliability and availability analysis of different network topologies

4 核心設(shè)備安全設(shè)計

從控制功能實(shí)現(xiàn)上，城際動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)涉及安全性的設(shè)備主要包括中央控制單元和安全輸入輸出模塊。對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而言，提高系統(tǒng)安全性有故障診斷設(shè)計和安全冗余架構(gòu)2種方式。

4.1 故障診斷設(shè)計

根據(jù)《電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》(IEC 61508-2)，系統(tǒng)設(shè)計初期需要確定環(huán)境對系統(tǒng)的限制、系統(tǒng)預(yù)期失效率、故障可能引起的后果，針對偶發(fā)性硬件故障導(dǎo)致的功能異常，需要系統(tǒng)在設(shè)計中添加識別措施[8]。硬件故障診斷設(shè)計有過壓防護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)等；軟件常見的故障診斷措施有定期存儲區(qū)讀寫、函數(shù)輸入?yún)?shù)檢查、任務(wù)執(zhí)行時間監(jiān)控等，從可靠性角度上講，系統(tǒng)采用過多的硬件故障診斷設(shè)計會直接導(dǎo)致系統(tǒng)失效率增加，其本質(zhì)是通過增加系統(tǒng)的整體失效率而降低系統(tǒng)的安全功能失效率，故障檢測電路的設(shè)計越復(fù)雜，系統(tǒng)的可靠性和可用性越低，同時系統(tǒng)的安全性越高，故障危害性越小。合理地增加故障診斷措施結(jié)合冗余架構(gòu)設(shè)計，才能構(gòu)建一個高可靠性、可用性且高安全性的系統(tǒng)。

4.2 安全冗余架構(gòu)

安全冗余架構(gòu)通常采用多通道并行處理[8]，在終端進(jìn)行表決，以此降低系統(tǒng)的錯誤率，配合回路故障診斷措施能夠有效識別系統(tǒng)故障并導(dǎo)向安全。常見的冗余系統(tǒng)架構(gòu)有雙通道系統(tǒng)1oo2，2oo2；三通道系統(tǒng)1oo3，2oo3；四通道系統(tǒng)2oo4。當(dāng)安全冗余與故障診斷相結(jié)合，又會衍生出帶診斷的系統(tǒng)架構(gòu)1oo1D， 1oo2D， 2oo2D， 1oo3D， 2oo3D，2oo4D。

從可用性角度上講，2oo4D 系統(tǒng)高于2oo3 系統(tǒng)，而兩者所能達(dá)到的安全目標(biāo)基本相同。各種體系結(jié)構(gòu)安全性和可用性比較如表4所示。

表4 各種體系結(jié)構(gòu)安全性和可用性比較Tab.4 Security and availability comparisons of various architectures

4.3 中央控制單元設(shè)計

在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)核心設(shè)備中央控制單元的安全設(shè)計中，為了提高系統(tǒng)可用性和可靠性，設(shè)備部署采用熱備冗余架構(gòu)，即2oo2結(jié)構(gòu)[9]，當(dāng)主設(shè)備發(fā)生故障時可以通過主從切換來保障列車運(yùn)行不受干擾。為了提高系統(tǒng)的安全性，中央控制單元采用通信雙通道冗余架構(gòu)，當(dāng)且僅當(dāng)雙通道數(shù)據(jù)一致時，中央控制單元才對獲取的通信數(shù)據(jù)予以采信，設(shè)備主控板卡采用安全的通用軟件平臺，在搭建上層應(yīng)用邏輯時注意數(shù)據(jù)過濾，底層增加周期性自檢、溫度監(jiān)控、電源保護(hù)、通信數(shù)據(jù)校驗(yàn)、身份驗(yàn)證等安全診斷機(jī)制，且選用具有高安全性能的安全處理芯片以達(dá)到故障導(dǎo)向安全目標(biāo)。

4.4 安全輸入輸出模塊設(shè)計

安全輸入輸出模塊作為網(wǎng)絡(luò)控制平臺的輸入輸出，采用完全獨(dú)立的雙冗余設(shè)計，當(dāng)某一組設(shè)備發(fā)生供電、通信、輸出短路或斷路等故障時，另一組可以進(jìn)行“無縫切換”[10]，安全輸入輸出模塊硬件結(jié)構(gòu)圖如圖5 所示。主控板卡搭建信號邏輯功能，將采集到的輸入信號經(jīng)過邏輯運(yùn)算后輸出[11]，并負(fù)責(zé)所有冗余板卡的故障切換。安全數(shù)字量輸入輸出板卡負(fù)責(zé)數(shù)字量開關(guān)信號采集與數(shù)字量信號輸出控制，具有回路診斷功能，包括周期性自檢、輸出狀態(tài)反饋、數(shù)據(jù)校驗(yàn)。這種冗余加診斷機(jī)制能夠?qū)收线M(jìn)行安全處理，從而保證安全側(cè)在故障后不對外誤輸出有效高電平信號。

圖5 安全輸入輸出模塊硬件結(jié)構(gòu)圖Fig.5 Hardware structure of safety input/output module

依據(jù)《鐵路應(yīng)用通信、信號和處理系統(tǒng)用于信號的安全相關(guān)電子系統(tǒng)》(EN 50129)，對基于完全獨(dú)立的雙冗余架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的安全輸入輸出模塊，進(jìn)行風(fēng)險分析活動，識別出該系統(tǒng)主要安全功能為數(shù)字量信號采集功能和數(shù)字量信號輸出功能。參考目前的硬件設(shè)計和《電子設(shè)備可靠性預(yù)計模型及數(shù)據(jù)手冊》(GB/T 37963—2019)，搭建系統(tǒng)故障樹模型，以安全數(shù)字量信號采集功能為例，安全輸入數(shù)字量信號采集功能失效故障樹模型如圖6 所示。通過故障樹模型，測定安全輸入輸出模塊的安全功能失效率計算結(jié)果如表5所示。

表5 安全輸入輸出模塊的安全功能失效率計算結(jié)果Tab.5 Function failure efficiency calculation results of safety input/output module

圖6 安全輸入數(shù)字量信號采集功能失效故障樹模型Fig.6 Failure tree model of digital signal acquisition function of safety input

5 安全通信

對于高安全等級城際動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)而言，如果要保障通信安全，必須采用功能安全通信協(xié)議[12-13]，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)一個安全功能，不僅僅要依靠縝密的邏輯設(shè)計，同時其傳輸鏈路包括采集及輸出都要能夠達(dá)到對應(yīng)的安全等級，通信總線作為系統(tǒng)中傳輸安全數(shù)據(jù)的重要載體，是傳輸鏈路上的重中之重。

城際動車組的實(shí)時以太網(wǎng)可以依據(jù)《鐵路應(yīng)用通信、信號和處理系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)中與安全相關(guān)的通信》(EN50159)[14]標(biāo)準(zhǔn)中對通信的安全要求，對《鐵路電子設(shè)備列車通信網(wǎng)絡(luò)》(IEC 61375)標(biāo)準(zhǔn)中的《安全數(shù)據(jù)報文傳輸安全通信協(xié)議》(SDTv2)[3]提出以下安全通信措施。

（1）CRC校驗(yàn)。數(shù)據(jù)校驗(yàn)可以有效識別出由于傳輸介質(zhì)故障或信息干擾等原因造成的通信數(shù)據(jù)損壞，對于尋址錯誤的數(shù)據(jù)，同樣可以通過接收端的數(shù)據(jù)校驗(yàn)策略進(jìn)行識別[15]。

（2）安全序列號。當(dāng)通信鏈路上出現(xiàn)干擾或失效導(dǎo)致未更新的舊數(shù)據(jù)在不正確的時間點(diǎn)上發(fā)生重復(fù)發(fā)送，甚至在不符合預(yù)期順序的時間點(diǎn)上錯序傳輸，此時，面對重復(fù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，發(fā)送端不會更新該數(shù)據(jù)的安全序列號，和錯序的通信數(shù)據(jù)一樣，將被接收端判定為無效數(shù)據(jù)。

（3）有效時間窗及延時診斷。在通信過程中，有很多種情況如通信中斷、軟件運(yùn)行狀態(tài)異常、信號干擾等，都會造成數(shù)據(jù)丟失，基于發(fā)送端安全序列號的設(shè)置，接收端需要結(jié)合數(shù)據(jù)接收到的時間以及對應(yīng)序列號判斷數(shù)據(jù)的有效性，當(dāng)相鄰兩個有效數(shù)據(jù)的序列號間隔過大，此時會判定為數(shù)據(jù)丟失。

（4）密鑰?？紤]網(wǎng)絡(luò)安全性，首當(dāng)其沖需要對接入通信設(shè)備權(quán)限進(jìn)行管理，僅用端口標(biāo)識作為通信權(quán)限審核標(biāo)準(zhǔn)略顯單薄，為了預(yù)防未知源數(shù)據(jù)插入以及有效發(fā)送源發(fā)出的虛假數(shù)據(jù)，應(yīng)對設(shè)備增加雙方約定好的標(biāo)識——密鑰，結(jié)合CRC 校驗(yàn)以增加通信私密性，有效驗(yàn)證數(shù)據(jù)正確性及數(shù)據(jù)源權(quán)限。

（5）信道監(jiān)視。接收端會在單位時間內(nèi)對所有的錯誤信息進(jìn)行收集和統(tǒng)計，當(dāng)單信道在單位時間內(nèi)頻繁出現(xiàn)傳輸錯誤時，該信道可能處于故障狀態(tài)，此時應(yīng)用將做出應(yīng)對措施，如輸出信道故障診斷信息或切換至冗余通信信道。

（6）冗余設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視。冗余設(shè)備采用不同的安全密鑰，接收端通過密鑰識別設(shè)備是否發(fā)生主從切換，當(dāng)設(shè)備主從切換過于頻繁且主位設(shè)備狀態(tài)無法保持時，此時可能已經(jīng)出現(xiàn)主從設(shè)備均故障，列車應(yīng)用識別到該故障狀態(tài)后，應(yīng)有反應(yīng)措施以保障行車安全。

《安全數(shù)據(jù)報文傳輸安全通信協(xié)議》(SDTv2)，能夠達(dá)到城際動車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)安全通信目標(biāo)，規(guī)避網(wǎng)絡(luò)通信中常見的傳輸錯誤，是非常適用基于以太網(wǎng)的列車網(wǎng)絡(luò)通信控制系統(tǒng)的安全通信協(xié)議。

6 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)作為城際動車組的神經(jīng)系統(tǒng)和指揮中樞，在城際列車不斷向智能化、高安全性發(fā)展進(jìn)程中，起著至關(guān)重要的作用。城際動車組列車運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)面臨各類安全風(fēng)險，如元器件老化、電磁干擾，或是系統(tǒng)軟件自身存在缺陷等?；诠δ馨踩珮?biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及理論研究，進(jìn)行高可靠、高安全等級的城際動車組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計，對城際列車網(wǎng)絡(luò)安全方面的探索具有重要的指導(dǎo)意義，并對未來的城際動車組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計具有借鑒作用。隨著我國城際鐵路的快速發(fā)展以及列車信息化、智能化程度越來越高，列車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用將占據(jù)越來越重要的地位。高安全等級網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究，可以為將來城際動車組的設(shè)計起到規(guī)范指導(dǎo)作用，從而使城際列車達(dá)到更安全、更可靠的要求。